Question

如圖所示，甲、乙兩池電極材料都是鐵棒和碳棒，請回答下列問題：
（1）若兩池中均為CuSO₄溶液，反應(yīng)一段時間后：
①有紅色物質(zhì)析出的是甲池中的

 

棒，乙池中的

 

棒．
②甲池中發(fā)生的總反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
（2）若兩池中均為飽和NaCl溶液：
①寫出乙池中總反應(yīng)的離子方程式

 

．
②甲池中碳極上電極反應(yīng)式是

 

，乙池碳極上電極反應(yīng)屬于

 

（填“氧化反應(yīng)”或“還原反應(yīng)”）．
③將濕潤的KI淀粉試紙放在乙池碳極附近，發(fā)現(xiàn)試紙變藍(lán)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
④若乙池轉(zhuǎn)移0.02mol e^-后停止實驗，池中溶液體積是200mL，則溶液混勻后的pH=

 

．
⑤氯堿工業(yè)中在電解飽和食鹽水之前需對原料粗鹽進(jìn)行精制，粗鹽中常含有泥沙和Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-等雜質(zhì)．精制時，粗鹽溶于水過濾后，還要加入的試劑分別是（a）Na₂CO₃、（b）HCl、（c）BaCl₂、（d）NaOH，這四種試劑添加的合理順序是

 

．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：

分析：（1）①甲池為原電池，乙池為電解池，原電池中活潑金屬做負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，碳棒做正極，發(fā)生還原反應(yīng)；
②甲池為原電池，鐵與硫酸銅反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵；
（2）①根據(jù)電解池的工作原理來書寫電解氯化鈉的原理方程式；
②甲池為原電池，碳棒做正極，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
③將濕潤的KI淀粉試紙放在乙池石墨電極附近，發(fā)現(xiàn)試紙變藍(lán)，則石墨電極上氯離子失電子生成氯氣，氯氣和碘化鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成碘，碘與淀粉試液變藍(lán)色；
④根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒計算生成的氫氧化鈉的物質(zhì)的量，再根據(jù)水的離子積常數(shù)計算溶液中氫離子濃度，從而得出溶液的pH；
⑤根據(jù)除去鈣離子用碳酸根離子進(jìn)行沉淀，除去鎂離子用氫氧根離子進(jìn)行沉淀，除去硫酸根離子用鋇離子沉淀，過量的鋇離子需要用碳酸根離子除去，加入鹽酸可以除去過量的碳酸鈉和氫氧化鈉等進(jìn)行分析．

解答： 解：（1）①甲池為原電池，原電池中活潑金屬做負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，碳棒做正極，有Cu析出，乙池為電解池，外電路電子流向電源正極，所以碳棒為陽極，放出氯氣，陰極鐵電極上發(fā)生還原反應(yīng)有Cu析出，
故答案為：碳；鐵；
②甲池為原電池，鐵與硫酸銅反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵，化學(xué)方程式為：Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu，故答案為：Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；
（2）①若電解質(zhì)溶液為飽和氯化鈉溶液，則乙池就是用惰性電極為陽極電解氯化鈉溶液，方程式為：2Cl^-+2H₂O

電解  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，
故答案為：2Cl^-+2H₂O

電解  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
②甲池中碳棒為正極，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，乙池中碳棒為陽極，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，故答案為：還原反應(yīng)；氧化反應(yīng)；
③將濕潤的KI淀粉試紙放在乙池石墨電極附近，發(fā)現(xiàn)試紙變藍(lán)，則石墨電極上氯離子失電子生成氯氣，氯氣和碘離子反應(yīng)生成碘單質(zhì)，碘遇淀粉試液變藍(lán)色，反應(yīng)方程式為：2KI+Cl₂=I₂+2KCl，故答案為：2KI+Cl₂=I₂+2KCl；
④電解氯化鈉溶液的方程式為：2NaCl+2H₂O

電解  .

Cl₂↑+H₂↑+2NaOH，乙池轉(zhuǎn)移0.02mole^-后，會生成0.02mol的氫氧化鈉，所以所得NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度c=

n

V

=

0.02mol

0.2L

=0.1mol/L，所以溶液中氫離子濃度=

10-14

0.1

，所以溶液的pH=13，
故答案為：13；
⑤先加入足量的dNaOH，除去鎂離子，將 HCO₃^-轉(zhuǎn)化成碳酸根；然后加入過量cBaCl₂，除去SO₄^2-、CO₃^2-；再加入過量aNa₂CO₃ 除去Ca²⁺；過濾后，濾液中加入過量的b鹽酸，除去溶液中剩余的碳酸根和氫氧化鈉中的氫氧根，最后加熱除去剩余的氯化氫，cd可以互換，故合理順序是：cdab或dcab，
故答案為：cdab或dcab．

點評：本題考查了原電池和電解池原理，明確離子放電順序是解本題關(guān)鍵，難度中等．